纳米技术在临床医学中的应用研究进展及前景
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青囊医学
纳米技术是指1～100nm(nanometer，简称纳米nm)尺寸上研究和应用原子、分子的结构特征及其相互作用的高新科学技术。80年代开始研究的纳米技术在90年代获得了突破性进展，它给许多行业带来巨大变化，它对生物医学工程的渗透与影响是显而易见的，它将生物兼容物质的开发、分析与检测技术的优化、药物靶向性与基因治疗等研究引入微型、微观领域，并已取得了一些研究成果，纳米技术在临床医学领域中的应用将成为21世纪发展的必然。本文就纳米技术在临床医学中的应用研究进展和前景，综述如下。
1 纳米技术和药物治疗
药物在疾病治疗中扮演着极其重要的角色。采用纳米技术研制出的纳米控释系统包括纳米粒子和纳米胶囊，它们作为药物载体具有许多优越性：可缓释药物，从而延长药物作用时间；可达到靶向输送的目的；可在保证药物作用的前题下，减少给药剂量，从而减轻或避免毒副反应；可提高药物的稳定性，有利于储存；也可能用以建立一些新的给药途径等，所以临床应用前景极其广泛。
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(1) 肿瘤治疗 纳米控释系统作为抗恶性肿瘤药物的输送系统是其最有前途的应用之一。由于恶性瘤细胞有较强的吞噬能力，肿瘤组织血管的通透性也较大，所以静脉途径给予的纳米粒子可在肿瘤内输送，从而可提高疗效，减少给药剂量和减少毒性反应。体内和体外实验均证明，把亲脂性免疫调节剂胞壁酰二肽或胞壁酰三肽胆固醇装载到纳米囊中，其对抗转移瘤的作用比游离态制剂更有效。阿克拉霉素A的氰基丙烯酸异丁酯纳米粒子的体内外的抗肝细胞瘤的效果均明显优于游离的阿克拉霉素A。还可通过对纳米粒子的修饰，增强其对肿瘤组织的靶向特异性。如有人把抗肿瘤药ZnPcFl6装载到聚乳酸(PLA)纳米粒子和聚乙二醇(PEG)修饰的PLA纳米粒子中，给小鼠静脉注射后，发现前者的血药浓度较低，是因为PEG修饰的纳米粒子能减少网状内皮系统的摄取，同时，增加肿瘤组织的摄取。有的把较新的抗癌药——紫杉醇包裹在聚乙烯吡咯烷酮纳米粒子中，体内实验以荷瘤小鼠肿瘤体积的缩小和存活时间延长的程度来评价药效，结果表明，含紫杉醇的纳米粒子比同浓度游离的紫杉醇的疗效明显增加。许多文献报道了硒的抗肿瘤功效，为寻找高效抗癌的硒形式，研究人员将通过化学方法合成的纳米红色元素硒灌喂肺癌移植瘤模型小鼠，观察其抗肿瘤功效，结果表明纳米红色元素硒有较好的抗肺癌移植瘤效果。
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(2)感染性疾病的治疗
① 爱滋病 近年来，也有关于把抗人类免疫缺陷病毒药物装载到纳米粒子中的报道，其主要优点是可改善药物的药动力学性质，并把药物定向输送到网状内皮系统，从而增强药物疗效。如给小鼠静脉注射载有蛋白酶抑制剂CGP57813的聚乳酸纳米粒子，与对照组相比，药-时曲线下面积增加了2倍，半衰期从13min增加到了61min，表观分布容积也从1.7L/
kg增加到3.61L/kg”。因巨噬细胞在爱滋病的免疫病理中起重要作用，听以，把抗病毒药定向地输送到巨噬细胞，就能使药物充分发挥作用，从而可减少剂量，减轻毒性反应。有报道，载有叠氮胸苷(AZT)的纳米粒子静脉注射后，在大鼠网状内皮系统中的浓度比注射AZT水溶液后的浓度要高18倍，经口给药，纳米粒子可更有效地把AZT输送到网状内皮系统：不难发现，对受爱滋病毒感染的巨噬细胞进行靶向输送抗病毒药物也将成为纳米粒子的一个新用途。
② 寄生虫病 利什曼原虫在世界范围内有较高的发病率和病死率，药物治疗有效率不高，并有较大毒性。纳米控释系统能够提高药物在单核巨噬细胞内的抗病活性。有报道，载有伯氨喹的聚氰基丙烯酸己酯纳米囊对体外巨噬细胞内的杜氏利什曼原虫的作用比游离伯氨喹的作用强
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21倍。纳米控释系统对体内寄生虫感染同样显示出高效，例如，载有阿苯哒唑的聚乳酸纳米粒子给小鼠静脉注射6mg/kg抗肝包虫病的效果与口服游离阿苯哒唑1500mg/kg的治疗效果相当，并能显著地减少寄生虫向外周转移。一般说来，要向网状内皮系统以外的器官定向输送是比较困难的，有人制备了以纳米粒子为基础的乳液输送系统，给大鼠腹腔注射后，该系统能增加淋巴管摄取抗丝虫药——海群生，即起到向淋巴管定向输送的作用。所以，纳米控释系统为寄生虫病的化疗开辟了新的领域。
③ 细菌感染 纳米控释系统在抗菌药物方面的应用，目前仅见体外研究的报道，例如纳米粒子能够增加培养基中小鼠腹腔巨噬细胞和大鼠肝细胞对庆大霉素的摄取，从而可作为细胞内药物输送系统，用于细胞内化疗。有研究也证明，培氟沙星和氧氟沙星从聚氰基丙烯酸乙基酯纳米粒子的释放是双相过程，与游离药物相比，载药纳米粒子对标准菌株的抗菌活性增加了2—50倍。一项利用抗生素治疗细胞内感染的研究表明，被纳米粒子包裹的氨必西林比游离的氨必西林的疗效要高20倍。
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(3) 高血压病 用制备了载有硝苯地平的聚己内酯、聚乳酸聚乙醇酸(1：1)共聚物、丙烯酸树脂等三种纳米粒子，与硝苯地平的对照溶液相比，纳米粒子剂型药物的峰值浓度都下降，峰值时间都延长，丙烯酸树脂纳米粒子的相对生物利用度明显增加，给自发性高血压大鼠口服用药，结果表明，硝苯地平纳米粒子剂型的早期降压作用不明显或降压幅度减小，降压作用的维持时间延长。所以，硝苯地平的纳米粒子对其可起到缓释、长效、提高生物利用度和平稳降压的作用。
(4) 中枢神经系统疾病 一些中枢神经系统药物所治疗的疾病是慢性病，需要长期用药，纳米控释系统能起到缓释作用，特别适用于这些药物。用乳液聚合技术制备的载有抗精神病——沙伏塞平的聚乳酸纳米粒子，在体外，药物从不同粒子大小和药物含量的纳米粒子的释放过程可以从几小时至30多天。纳米控释系统经过适当的修饰，还可通过血脑屏障把药物定向地输送到中枢神经系统而发挥作用。给小鼠静脉注射亮啡肽类药dalargin或载有dalargin的聚氰基丙烯酸丁酯纳米粒子，均不易通过血脑屏障，不能产生镇痛作用，而载有da1argin的纳米粒子表面用吐温80(Polysorbate80)修饰，静脉注射后，即能产生镇痛作用，说明此种形式的纳米粒子能够通过血脑屏障。
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(5) 糖尿病 糖尿病是影响健康和生命的常见病，胰岛素注射剂是临床上常用的治疗剂型，一般皮下注射。患者须承受反复注射的麻烦和痛苦，且长期用药后，可能会出现注射部位炎症、硬结等副作用及耐药性。口服给药一直被认为是最方便、最易被患者接受的给药途径，纳米控释系统可使胰岛素经口服给药有效。用界面聚合方法制备的含胰岛素的聚氰基丙烯酸异己酯纳米胶囊，给禁食的糖尿病大鼠单次灌胃，两天后起效，使血糖水平降低50%-60%，按每公斤体重50U胰岛素，以纳米囊形式给药，降血糖作用可维持20天；在同样的实验条件下，口服游离的胰岛素并不影响血糖水平。此外，利用纳米药物存储器，定点存放在人体胰岛部位，根据纳米监测器对体内血糖水平的变化情况，自动调控对胰岛素的释放。对此，日本科学家已有初步的研究成果。
(6) 眼科用药 载药纳米粒子的胶体悬液滴眼后，能使药物经角膜的吸收增加，作用增强或延长，非角膜的吸收减少，副作用减少。载卡替洛尔的聚己内酯的纳米粒子或纳米囊，比市售卡替洛尔滴眼剂能显著地降低眼内压，而心血管方面的副作用却明显减少。研究也证明，载有环孢素A和消炎痛的聚己内酯纳米粒子或纳米囊都能增加药物通过角膜的吸收。
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(7) 疫苗佐剂 包裹或表面结合疫苗的纳米粒子的辅助作用已经在对皮下和口服用药的研究中被证实。纳米粒子的辅助作用在于持久地释放被包裹的抗原，或加强吸收作用和身体免疫系统对被纳米粒子结合抗原的免疫反应。研究发现聚甲基丙烯酸甲酯纳米粒子对大鼠体内的爱滋病毒疫苗起辅助作用时，与氢氧化铝或水溶解的辅助作用相比，抗体的滴定率要高10—100倍。纳米控释系统用于输送抗原或疫苗的前景也颇为光明，有人证明，表面修饰的纳米粒子能够使蛋白抗原的表面充分暴露，同时能使抗原结构更趋稳定，在兔体内能引起强烈的、特异的免疫反应，而常规佐剂仅能勉强成功地引起免疫反应。由于纳米控释系统能保护抗原并能促进派伊尔小结的摄取，因此用于口服免疫制剂应该相当有效。
2 纳米技术和介入性诊疗
美国的一些大学教授创造性地提出：把纳米控释系统与导管介入技术相结合，心血管内局部用药，防治血管成形术后的再狭窄。他们的实验证明了该设想的可行性。在狗的颈/股动脉离体模型中，载有抗血管平滑肌细胞增生药U-
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86893的聚乳酸聚乙醇酸(PLGA)共聚物纳米粒子能被动脉组织吸收，吸收程度与纳米粒子直径和载药量呈负相关。他们还用荧光标记的PLGA纳米粒子和载有地塞米松的PLGA纳米粒子，在大鼠血管再狭窄模型中证明，局部血管内输注纳米粒子，可使药物在局部血管组织中长期驻留，并能减少新生内膜的形成。在猪冠状动脉再狭窄模型中，载有U-86893的纳米粒子能成功地抑制再狭窄的形成，载有肝素的纳米粒子能防止局部受损伤血管处的血栓形成，进而有助于防止再狭窄。听以，血管内局部应用纳米控释系统防治血管再狭窄具有光明的前景，但有待进一步完善和临床验证。目前肝动脉栓塞化疗已成为治疗肝癌的有效方法，有将阿霉素纳米微粒与碘油制成乳剂经肝动脉栓塞治疗大鼠W256肝癌模型。结果表明，与同剂量游离阿霉素及生理盐水对照组相比，阿霉素纳米微粒-碘油乳剂治疗组对肿瘤生长抑制明显提高，肿瘤坏死彻底，而大鼠的生存延长期则显著延长。
另外，将纳米机械装置与生物系统的有机结合可形成纳米机器人，这种纳米机器人可注人人体血管内，成为血管中运作的分子机器人。这些分子机器人从溶解在血液中的葡萄糖和氧气中获得能量，并按医生通过外界声信号编制好的程序探示它们碰到的任何物体。分子机器人可以进行全身健康检查，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物，吞噬病菌，杀死癌细胞，监视体内的病变等，这必然给现代医学的诊断和治疗带来一场深刻的革命。
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3 纳米技术和基因治疗
基因治疗是治疗学的巨大进步，质粒DNA插入目的细胞后，可修复遗传错误或可产生治疗因子(如多肽、蛋白质、抗原等)。从基因水平治疗疾病，大大超越了对症治疗的效果。基因治疗所面临的最大挑战是：首先要使质粒DNA分布于特定的细胞，再使DNA到达特定的细胞器——细胞核内，最后还要使其插入特定的DNA位点。利用纳米技术，可使DNA通过主动靶向作用定位于细胞；将质粒DNA浓缩至50—200nm大小且带上负电荷，有助于其对细胞核的有效入侵；而最后质粒DNA插入细胞核DNA的准确位点则取决于纳米粒子的大小和结构。有人将胆固醇结合到十二聚体的寡脱氧核糖核酸上，形成复合物，该复合物通过胆固醇基团吸附到聚氰基丙酸烷基酯纳米粒子上，然后转染人类膀胱癌细胞T24，该复合物能与Ha-ras原癌基因mRNA变异区互补而形成双螺旋，从而起到反义效果，抑制了人类膀胱癌细胞T24在培养基中的增生。纳米控释系统在体内同样能保护寡核苷酸，防止降解。还有将33P-pdT16特异地输送到肝脏，从而减少了在肾和骨髓中的分布，静脉注射5min，纳米粒子能部分地保护pdT16，防止其在血浆和肝脏中降解，而游离的pdTl6在此时已完全降解。所以，纳米控释系统有望成为基因治疗和反义治疗方案中的重要组成部分。
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4 纳米技术和人工组织及器官
生物医学材料要求具有良好生物相容性、亲水性、润滑性、防组织粘附性、抗感染性和抗凝性；可使细胞在材料表面生长，恢复病变组织的组织功能、免疫识别能力和生物催化活性等。用纳米技术制造的纳米物质与其在自然界中的常规状态相比，其物理性质有着巨大的区别。因高生物兼容性和低细胞粘附性而具有潜在的临床应用价值。纳米无机非金属生物材料，如复合型生物陶瓷、含骨生长因子复合陶瓷韧性好，与人体组织相容，并能促进组织生长。英国的研究已成功地合成了模拟骨骼亚结构的纳米物质，该物质可取代目前骨科常用的合金材料。它的主要成分是经与聚乙烯混和压缩后的羟基磷灰石网(骨骼的主要成分)，其物理特性正好符合理想的骨骼替代物的模数匹配，不易骨折，且与正常骨组织连接紧密，显示了明显的正畸应用优点。其他可望应用于临床的纳米物质有人工关节面和关节腔、美容植入物、口腔正畸物等。国内有人采用先进的仿生骨材料制备工艺，摹仿天然骨骼的形成过程，制备具有天然骨中纳米尺寸的羟基磷灰石/胶原复合人工骨材料，并用其修复家兔颅颌骨实验性穿通型骨缺损。结果显示该新型仿生骨材料具有良好的生物相容性，促进和加快骨创愈合的作用明显，为一种颇有前途的颅颌面骨缺损修复材料。此外，纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、高比强度、高导电性之外，还具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点。利用纳米碳材料的这些超常特性和它的良好生物相容性，可以在医学领域中广泛的应用，使碳质人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱的强度、硬度、韧性等多方面性能显著提高。随着人们对天然生物材料性能与细微结构的逐步认识，相信21世纪的纳米材料将在人工组织及器官应用中占有非常重要的位置。
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5 纳米技术和远程医疗
纳米生物计算机可以为远程医疗提供强有力的手段。远程诊断系统必须建立在高速信息网基础上。纳米生物计算机的主要材料之一是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。在这种芯片中，信息以波的形式传播，其运算速度要比当今最新一代计算机快10倍至几万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的10亿分之一，存储信息的空间仅占百亿分之一。由于蛋白质分子能够自我组合，再生新的微型电路，使得纳米生物计算机具有生物体的一些特点，如能发挥生物本身的调节机能自动修复芯片上发生的故障，还能摹仿人脑的机制等。纳米生物计算机的发展必将使人们在任何时候、任何地方都可享受医疗，而且可在动态检测中发现疾病的先兆信息，从而使早期诊断和预防成为可能。
6 结 语
纳米技术在临床医学中的应用研究已取得了可喜的进展。当然，目前大多数研究还处于体外和动物体内实验阶段，在将纳米技术广泛应用于临床疾病诊疗之前还需进行大量人体实验。但我们相信，随着纳米技术相关基础研究的深入，纳米技术与临床医学的联系将更为紧密，纳米技术将使临床诊断、检测技术和治疗手段向微型、微观、微量、微创或无创、快速、实时、遥距、动态、功能性和智能化的方向发展，同时，纳米材料将在人工组织器官、介入性治疗、药物载体、血液净化等众多方面，具有广泛的和诱人的应用前景。(医学综述：(11)：698；2001), http://www.100md.com
1 纳米技术和药物治疗
药物在疾病治疗中扮演着极其重要的角色。采用纳米技术研制出的纳米控释系统包括纳米粒子和纳米胶囊，它们作为药物载体具有许多优越性：可缓释药物，从而延长药物作用时间；可达到靶向输送的目的；可在保证药物作用的前题下，减少给药剂量，从而减轻或避免毒副反应；可提高药物的稳定性，有利于储存；也可能用以建立一些新的给药途径等，所以临床应用前景极其广泛。
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(1) 肿瘤治疗 纳米控释系统作为抗恶性肿瘤药物的输送系统是其最有前途的应用之一。由于恶性瘤细胞有较强的吞噬能力，肿瘤组织血管的通透性也较大，所以静脉途径给予的纳米粒子可在肿瘤内输送，从而可提高疗效，减少给药剂量和减少毒性反应。体内和体外实验均证明，把亲脂性免疫调节剂胞壁酰二肽或胞壁酰三肽胆固醇装载到纳米囊中，其对抗转移瘤的作用比游离态制剂更有效。阿克拉霉素A的氰基丙烯酸异丁酯纳米粒子的体内外的抗肝细胞瘤的效果均明显优于游离的阿克拉霉素A。还可通过对纳米粒子的修饰，增强其对肿瘤组织的靶向特异性。如有人把抗肿瘤药ZnPcFl6装载到聚乳酸(PLA)纳米粒子和聚乙二醇(PEG)修饰的PLA纳米粒子中，给小鼠静脉注射后，发现前者的血药浓度较低，是因为PEG修饰的纳米粒子能减少网状内皮系统的摄取，同时，增加肿瘤组织的摄取。有的把较新的抗癌药——紫杉醇包裹在聚乙烯吡咯烷酮纳米粒子中，体内实验以荷瘤小鼠肿瘤体积的缩小和存活时间延长的程度来评价药效，结果表明，含紫杉醇的纳米粒子比同浓度游离的紫杉醇的疗效明显增加。许多文献报道了硒的抗肿瘤功效，为寻找高效抗癌的硒形式，研究人员将通过化学方法合成的纳米红色元素硒灌喂肺癌移植瘤模型小鼠，观察其抗肿瘤功效，结果表明纳米红色元素硒有较好的抗肺癌移植瘤效果。
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(2)感染性疾病的治疗
① 爱滋病 近年来，也有关于把抗人类免疫缺陷病毒药物装载到纳米粒子中的报道，其主要优点是可改善药物的药动力学性质，并把药物定向输送到网状内皮系统，从而增强药物疗效。如给小鼠静脉注射载有蛋白酶抑制剂CGP57813的聚乳酸纳米粒子，与对照组相比，药-时曲线下面积增加了2倍，半衰期从13min增加到了61min，表观分布容积也从1.7L/
kg增加到3.61L/kg”。因巨噬细胞在爱滋病的免疫病理中起重要作用，听以，把抗病毒药定向地输送到巨噬细胞，就能使药物充分发挥作用，从而可减少剂量，减轻毒性反应。有报道，载有叠氮胸苷(AZT)的纳米粒子静脉注射后，在大鼠网状内皮系统中的浓度比注射AZT水溶液后的浓度要高18倍，经口给药，纳米粒子可更有效地把AZT输送到网状内皮系统：不难发现，对受爱滋病毒感染的巨噬细胞进行靶向输送抗病毒药物也将成为纳米粒子的一个新用途。
② 寄生虫病 利什曼原虫在世界范围内有较高的发病率和病死率，药物治疗有效率不高，并有较大毒性。纳米控释系统能够提高药物在单核巨噬细胞内的抗病活性。有报道，载有伯氨喹的聚氰基丙烯酸己酯纳米囊对体外巨噬细胞内的杜氏利什曼原虫的作用比游离伯氨喹的作用强
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21倍。纳米控释系统对体内寄生虫感染同样显示出高效，例如，载有阿苯哒唑的聚乳酸纳米粒子给小鼠静脉注射6mg/kg抗肝包虫病的效果与口服游离阿苯哒唑1500mg/kg的治疗效果相当，并能显著地减少寄生虫向外周转移。一般说来，要向网状内皮系统以外的器官定向输送是比较困难的，有人制备了以纳米粒子为基础的乳液输送系统，给大鼠腹腔注射后，该系统能增加淋巴管摄取抗丝虫药——海群生，即起到向淋巴管定向输送的作用。所以，纳米控释系统为寄生虫病的化疗开辟了新的领域。
③ 细菌感染 纳米控释系统在抗菌药物方面的应用，目前仅见体外研究的报道，例如纳米粒子能够增加培养基中小鼠腹腔巨噬细胞和大鼠肝细胞对庆大霉素的摄取，从而可作为细胞内药物输送系统，用于细胞内化疗。有研究也证明，培氟沙星和氧氟沙星从聚氰基丙烯酸乙基酯纳米粒子的释放是双相过程，与游离药物相比，载药纳米粒子对标准菌株的抗菌活性增加了2—50倍。一项利用抗生素治疗细胞内感染的研究表明，被纳米粒子包裹的氨必西林比游离的氨必西林的疗效要高20倍。
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(3) 高血压病 用制备了载有硝苯地平的聚己内酯、聚乳酸聚乙醇酸(1：1)共聚物、丙烯酸树脂等三种纳米粒子，与硝苯地平的对照溶液相比，纳米粒子剂型药物的峰值浓度都下降，峰值时间都延长，丙烯酸树脂纳米粒子的相对生物利用度明显增加，给自发性高血压大鼠口服用药，结果表明，硝苯地平纳米粒子剂型的早期降压作用不明显或降压幅度减小，降压作用的维持时间延长。所以，硝苯地平的纳米粒子对其可起到缓释、长效、提高生物利用度和平稳降压的作用。
(4) 中枢神经系统疾病 一些中枢神经系统药物所治疗的疾病是慢性病，需要长期用药，纳米控释系统能起到缓释作用，特别适用于这些药物。用乳液聚合技术制备的载有抗精神病——沙伏塞平的聚乳酸纳米粒子，在体外，药物从不同粒子大小和药物含量的纳米粒子的释放过程可以从几小时至30多天。纳米控释系统经过适当的修饰，还可通过血脑屏障把药物定向地输送到中枢神经系统而发挥作用。给小鼠静脉注射亮啡肽类药dalargin或载有dalargin的聚氰基丙烯酸丁酯纳米粒子，均不易通过血脑屏障，不能产生镇痛作用，而载有da1argin的纳米粒子表面用吐温80(Polysorbate80)修饰，静脉注射后，即能产生镇痛作用，说明此种形式的纳米粒子能够通过血脑屏障。
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(5) 糖尿病 糖尿病是影响健康和生命的常见病，胰岛素注射剂是临床上常用的治疗剂型，一般皮下注射。患者须承受反复注射的麻烦和痛苦，且长期用药后，可能会出现注射部位炎症、硬结等副作用及耐药性。口服给药一直被认为是最方便、最易被患者接受的给药途径，纳米控释系统可使胰岛素经口服给药有效。用界面聚合方法制备的含胰岛素的聚氰基丙烯酸异己酯纳米胶囊，给禁食的糖尿病大鼠单次灌胃，两天后起效，使血糖水平降低50%-60%，按每公斤体重50U胰岛素，以纳米囊形式给药，降血糖作用可维持20天；在同样的实验条件下，口服游离的胰岛素并不影响血糖水平。此外，利用纳米药物存储器，定点存放在人体胰岛部位，根据纳米监测器对体内血糖水平的变化情况，自动调控对胰岛素的释放。对此，日本科学家已有初步的研究成果。
(6) 眼科用药 载药纳米粒子的胶体悬液滴眼后，能使药物经角膜的吸收增加，作用增强或延长，非角膜的吸收减少，副作用减少。载卡替洛尔的聚己内酯的纳米粒子或纳米囊，比市售卡替洛尔滴眼剂能显著地降低眼内压，而心血管方面的副作用却明显减少。研究也证明，载有环孢素A和消炎痛的聚己内酯纳米粒子或纳米囊都能增加药物通过角膜的吸收。
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(7) 疫苗佐剂 包裹或表面结合疫苗的纳米粒子的辅助作用已经在对皮下和口服用药的研究中被证实。纳米粒子的辅助作用在于持久地释放被包裹的抗原，或加强吸收作用和身体免疫系统对被纳米粒子结合抗原的免疫反应。研究发现聚甲基丙烯酸甲酯纳米粒子对大鼠体内的爱滋病毒疫苗起辅助作用时，与氢氧化铝或水溶解的辅助作用相比，抗体的滴定率要高10—100倍。纳米控释系统用于输送抗原或疫苗的前景也颇为光明，有人证明，表面修饰的纳米粒子能够使蛋白抗原的表面充分暴露，同时能使抗原结构更趋稳定，在兔体内能引起强烈的、特异的免疫反应，而常规佐剂仅能勉强成功地引起免疫反应。由于纳米控释系统能保护抗原并能促进派伊尔小结的摄取，因此用于口服免疫制剂应该相当有效。
2 纳米技术和介入性诊疗
美国的一些大学教授创造性地提出：把纳米控释系统与导管介入技术相结合，心血管内局部用药，防治血管成形术后的再狭窄。他们的实验证明了该设想的可行性。在狗的颈/股动脉离体模型中，载有抗血管平滑肌细胞增生药U-
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另外，将纳米机械装置与生物系统的有机结合可形成纳米机器人，这种纳米机器人可注人人体血管内，成为血管中运作的分子机器人。这些分子机器人从溶解在血液中的葡萄糖和氧气中获得能量，并按医生通过外界声信号编制好的程序探示它们碰到的任何物体。分子机器人可以进行全身健康检查，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物，吞噬病菌，杀死癌细胞，监视体内的病变等，这必然给现代医学的诊断和治疗带来一场深刻的革命。
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3 纳米技术和基因治疗
基因治疗是治疗学的巨大进步，质粒DNA插入目的细胞后，可修复遗传错误或可产生治疗因子(如多肽、蛋白质、抗原等)。从基因水平治疗疾病，大大超越了对症治疗的效果。基因治疗所面临的最大挑战是：首先要使质粒DNA分布于特定的细胞，再使DNA到达特定的细胞器——细胞核内，最后还要使其插入特定的DNA位点。利用纳米技术，可使DNA通过主动靶向作用定位于细胞；将质粒DNA浓缩至50—200nm大小且带上负电荷，有助于其对细胞核的有效入侵；而最后质粒DNA插入细胞核DNA的准确位点则取决于纳米粒子的大小和结构。有人将胆固醇结合到十二聚体的寡脱氧核糖核酸上，形成复合物，该复合物通过胆固醇基团吸附到聚氰基丙酸烷基酯纳米粒子上，然后转染人类膀胱癌细胞T24，该复合物能与Ha-ras原癌基因mRNA变异区互补而形成双螺旋，从而起到反义效果，抑制了人类膀胱癌细胞T24在培养基中的增生。纳米控释系统在体内同样能保护寡核苷酸，防止降解。还有将33P-pdT16特异地输送到肝脏，从而减少了在肾和骨髓中的分布，静脉注射5min，纳米粒子能部分地保护pdT16，防止其在血浆和肝脏中降解，而游离的pdTl6在此时已完全降解。所以，纳米控释系统有望成为基因治疗和反义治疗方案中的重要组成部分。
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4 纳米技术和人工组织及器官
生物医学材料要求具有良好生物相容性、亲水性、润滑性、防组织粘附性、抗感染性和抗凝性；可使细胞在材料表面生长，恢复病变组织的组织功能、免疫识别能力和生物催化活性等。用纳米技术制造的纳米物质与其在自然界中的常规状态相比，其物理性质有着巨大的区别。因高生物兼容性和低细胞粘附性而具有潜在的临床应用价值。纳米无机非金属生物材料，如复合型生物陶瓷、含骨生长因子复合陶瓷韧性好，与人体组织相容，并能促进组织生长。英国的研究已成功地合成了模拟骨骼亚结构的纳米物质，该物质可取代目前骨科常用的合金材料。它的主要成分是经与聚乙烯混和压缩后的羟基磷灰石网(骨骼的主要成分)，其物理特性正好符合理想的骨骼替代物的模数匹配，不易骨折，且与正常骨组织连接紧密，显示了明显的正畸应用优点。其他可望应用于临床的纳米物质有人工关节面和关节腔、美容植入物、口腔正畸物等。国内有人采用先进的仿生骨材料制备工艺，摹仿天然骨骼的形成过程，制备具有天然骨中纳米尺寸的羟基磷灰石/胶原复合人工骨材料，并用其修复家兔颅颌骨实验性穿通型骨缺损。结果显示该新型仿生骨材料具有良好的生物相容性，促进和加快骨创愈合的作用明显，为一种颇有前途的颅颌面骨缺损修复材料。此外，纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、高比强度、高导电性之外，还具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点。利用纳米碳材料的这些超常特性和它的良好生物相容性，可以在医学领域中广泛的应用，使碳质人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱的强度、硬度、韧性等多方面性能显著提高。随着人们对天然生物材料性能与细微结构的逐步认识，相信21世纪的纳米材料将在人工组织及器官应用中占有非常重要的位置。
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5 纳米技术和远程医疗
纳米生物计算机可以为远程医疗提供强有力的手段。远程诊断系统必须建立在高速信息网基础上。纳米生物计算机的主要材料之一是生物工程技术产生的蛋白质分子，并以此作为生物芯片。在这种芯片中，信息以波的形式传播，其运算速度要比当今最新一代计算机快10倍至几万倍，能量消耗仅相当于普通计算机的10亿分之一，存储信息的空间仅占百亿分之一。由于蛋白质分子能够自我组合，再生新的微型电路，使得纳米生物计算机具有生物体的一些特点，如能发挥生物本身的调节机能自动修复芯片上发生的故障，还能摹仿人脑的机制等。纳米生物计算机的发展必将使人们在任何时候、任何地方都可享受医疗，而且可在动态检测中发现疾病的先兆信息，从而使早期诊断和预防成为可能。
6 结 语
纳米技术在临床医学中的应用研究已取得了可喜的进展。当然，目前大多数研究还处于体外和动物体内实验阶段，在将纳米技术广泛应用于临床疾病诊疗之前还需进行大量人体实验。但我们相信，随着纳米技术相关基础研究的深入，纳米技术与临床医学的联系将更为紧密，纳米技术将使临床诊断、检测技术和治疗手段向微型、微观、微量、微创或无创、快速、实时、遥距、动态、功能性和智能化的方向发展，同时，纳米材料将在人工组织器官、介入性治疗、药物载体、血液净化等众多方面，具有广泛的和诱人的应用前景。(医学综述：(11)：698；2001), http://www.100md.com